האם טלפורטציה אפשרית בחיים האמיתיים?

תוֹכֶן

• שורשי טלפורטציה: פיזיקה קוונטית ומכניקה
• כלל יסודי: עקרון אי הוודאות של הייזנברג
• פעולה מפחידה מרחוק ושרדינגרס חתול
• טלפורטציה קוונטית ומדע בדיוני
• מה צופן העתיד עבור טלפורטציה

טלפורטציה היא העברת חומר או אנרגיה ממקום אחד למקום אחר מבלי שאיש מהם יחצה את המרחק במובן הפיזי המסורתי. כאשר סרן ג'יימס ט. קירק מסדרת הטלוויזיה "מסע בין כוכבים" וסרטי הטלוויזיה אמר לראשונה למהנדס Enterprise Starship Enterprise, מונטגומרי "סקוטי" סקוט ל"קרן אותי "בשנת 1967, מעט ידעו השחקנים שעד 1993 מדען IBM צ'ארלס ה. בנט ועמיתיו היו מציעים תיאוריה מדעית שהציעה את האפשרות בחיים האמיתיים של טלפורטציה.

עד שנת 1998 הטלפורטציה הפכה למציאות כאשר פיזיקאים במכון הטכנולוגי בקליפורניה כיוונו חלקיקים של אור ממקום אחד למשנהו במעבדה מבלי שזה חצה פיזית את המרחק בין שני המיקומים. בעוד שקיים קווי דמיון בין מדע בדיוני לעובדה מדעית, הרי שהטלפורציה בעולם האמיתי שונה מאוד משורשיה הבדיוניים.

שורשי טלפורטציה: פיזיקה קוונטית ומכניקה

ענף המדע שהוביל לאותה טלפורטציה ראשונה בשנת 1998 מקבל את שורשיו מאב מכניקת הקוונטים, הפיזיקאי הגרמני מקס פלאנק. עבודתו בשנת 1900 ו -1905 בתחום התרמודינמיקה הובילה אותו לגילוי חבילות אנרגיה מובחנות שכינה "קוונטה". בתיאוריה שלו, הידועה כיום בשם קבוע פלאנקס, הוא פיתח נוסחה המתארת ​​כיצד הקוונטה, ברמה תת-אטומית, מתפקדת כחלקיקים וגם כגלים.

כללים ועקרונות רבים במכניקת הקוונטים ברמה המאקרוסקופית מתארים שני סוגים של התרחשויות אלה: קיומם הכפול של גלים וחלקיקים. חלקיקים, בהיותם חוויות מקומיות, מעבירים גם מסה וגם אנרגיה בתנועה. גלים המייצגים אירועים ממוקמים מתפשטים על פני זמן-חלל, כמו גלי אור בספקטרום האלקטרומגנטי, ונושאים אנרגיה אך לא מסה תוך כדי תנועה. לדוגמה, הכדורים על שולחן ביליארד - חפצים שאפשר לגעת בהם - מתנהגים כמו חלקיקים, ואילו אדוות על בריכה מתנהגות כמו גלים בהם אין "שום הובלה של מים נטו: מכאן אין הובלה של מסה נטו", כותב סטיבן ג'נקינס. פרופסור לפיזיקה באוניברסיטת אקסטר בבריטניה

כלל יסודי: עקרון אי הוודאות של הייזנברג

כלל יסודי אחד ביקום, שפותח על ידי ורנר הייזנברג בשנת 1927, הידוע כיום כעקרון הוודאות של הייזנברג, אומר שישנו ספק מהותי המזוהה עם הכרת המיקום המדויק והדחף של כל חלקיק אינדיבידואלי. ככל שתוכלו למדוד את אחת מתכונות החלקיקים, כמו דחף, כך המידע על חלקיקי החלקיקים הופך לא ברור יותר. במילים אחרות, העיקרון אומר שאתה לא יכול להכיר את שני מצבי החלקיק בו זמנית, הרבה פחות מכיר את המצבים המרובים של חלקיקים רבים בבת אחת. מעצמו, עקרון הוודאות של הייזנברג הופך את רעיון הטלפורטציה לבלתי אפשרי. אבל זה המקום בו מכניקת הקוונטים הופכת למוזרה, וזאת בשל הפיזיקאי ארווין שרדינגרס על הסתבכות קוונטית.

פעולה מפחידה מרחוק ושרדינגרס חתול

בסיכום במונחים הפשוטים ביותר, הסתבכות קוונטית, אותה כינה איינשטיין "פעולה מפחידה במרחק", אומרת למעשה כי מדידה של חלקיק מסובך אחד משפיעה על מדידת החלקיק השני הסבוך גם אם יש מרחק גדול בין שני החלקיקים.

שרדינגר תיאר תופעה זו בשנת 1935 כ"יציאה מקווי המחשבה הקלאסיים "ופרסם אותה בעיתון דו-חלקי בו כינה את התיאוריה" Verschränkung ", או הסתבכות. במאמר זה, בו דיבר גם על החתול הפרדוקסאלי שלו - חי ומת מת באותו זמן עד שהתבוננות התמוטטת את קיומה של מדינת החתולים בכך שהוא מת או חי - שרודדינגר הציע שכששתי מערכות קוונטיות נפרדות מסתבכות או קוונטיות מקושר בגלל מפגש קודם, הסבר על התכונות של מערכת קוונטית אחת או מצב אינו אפשרי אם הוא אינו כולל את המאפיינים של המערכת האחרת, לא משנה מה המרחק המרחבי בין שתי המערכות.

הסתבכות קוונטית מהווה את הבסיס לניסויי טלפורטציה קוונטית שמדענים עורכים כיום.

טלפורטציה קוונטית ומדע בדיוני

טרטורציה של מדענים כיום מסתמכת על הסתבכות קוונטית, כך שמה שקורה לחלקיק אחד קורה לחלק האחר באופן מיידי. שלא כמו מדע בדיוני, זה לא כרוך בסריקה פיזית של אובייקט או של אדם והעברתו למיקום אחר, מכיוון שכיום אי אפשר ליצור עותק קוונטי מדויק של האובייקט או האדם המקורי מבלי להרוס את המקור.

במקום זאת, טלפורטציה קוונטית מייצגת העברת מצב קוונטי (כמו מידע) מאטום אחד לאטום אחר על פני הבדל ניכר. צוותים מדעיים מאוניברסיטת מישיגן והמכון המשותף לקוונטים באוניברסיטת מרילנד דיווחו בשנת 2009 כי הם סיימו בהצלחה ניסוי מסוים זה. בניסוי שערך, מידע מאטום אחד עבר לאדם נוסף במרחק של מטר זה מזה. מדענים החזיקו כל אטום במתחמים נפרדים במהלך הניסוי.

מה צופן העתיד עבור טלפורטציה

בעוד שהרעיון של הובלת אדם או חפץ מכדור הארץ למיקום מרוחק בחלל נותר כרגע בתחום המדע הבדיוני, אבל טלפורמציית קוונטים של נתונים מאטום לאחד אחר פוטנציאל ליישומים בזירות מרובות: מחשבים, אבטחת סייבר , אינטרנט ועוד.

בעיקרון כל מערכת שנשענת על העברת נתונים ממקום אחד למקום אחר יכולה לראות שהעברות נתונים מתרחשות הרבה יותר מהר ממה שאנשים יכולים להתחיל לדמיין. כאשר הטלפורמציה הקוונטית מביאה לכך שנתונים עוברים ממקום אחד למקום אחר ללא שום זמן מפיגור בגלל סופרפוזיציה - הנתונים הקיימים בשני המצבים הכפולים של שניהם 0 וגם 1 במערכת בינארית מחשבים עד שהמדידה קורסת את המדינה ל 0 או 1 - נתונים עוברים מהיר יותר ממהירות האור. כשזה יקרה, טכנולוגיית המחשבים תעבור מהפכה חדשה לגמרי.